Elektroenkefalografia (lyhenne - EEG; muusta kreikasta ἥλεκτρον - elektroni, meripihka, ἐγκέφαλος - aivot ja γραμμα - ihon tallennus) on sähköfysiologian osa, joka tutkii aivojen pinnan sähköisen toiminnan säännöllisyyksiä. päänahka, sekä tällaisten potentiaalien tallennusmenetelmä [1] . EEG on myös ei-invasiivinen menetelmä aivojen toiminnallisen tilan tutkimiseen rekisteröimällä aivojen biosähköistä aktiivisuutta.
Elektroenkefalografia mittaa jännitteen vaihteluita aivojen hermosolujen ionivirran seurauksena. Kliinisesti elektroenkefalogrammi on graafinen esitys aivojen spontaanista sähköisestä aktiivisuudesta tietyn ajanjakson aikana, tallennettuna useilta aivoissa tai päänahassa olevilta elektrodeilta [2] [3] .
EEG on herkkä tutkimusmenetelmä, se heijastaa pienimmätkin muutokset aivokuoren ja syvien aivorakenteiden toiminnassa ajallisessa ulottuvuudessa ja tarjoaa millisekunnin aikaresoluutiota, joka ei ole käytettävissä muissa aivotoiminnan tutkimusmenetelmissä, erityisesti PET :ssä ja fMRI :ssä .
Elektroenkefalografian avulla voidaan analysoida kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti aivojen toiminnallista tilaa ja sen reaktioita ärsykkeisiin. EEG-tallennusta käytetään laajalti diagnostisessa ja terapeuttisessa työssä (erityisesti usein epilepsiassa ), anestesiologiassa sekä aivotoiminnan tutkimuksessa, joka liittyy sellaisten toimintojen toteuttamiseen kuin havainnointi , muisti , sopeutuminen jne.
Elektroenkefalogrammeissa aivojen sähköisen toiminnan rytmi on havaittavissa . On olemassa useita rytmejä, jotka on merkitty kreikkalaisten aakkosten kirjaimilla .
Lisäksi elektroenkefalografiaa käytetään tunnistamaan tapahtumiin liittyviä potentiaalia - aivojen vasteita , jotka ovat suoraa seurausta tietystä aistinvaraisuudesta , kognitiivisesta tai motorisesta tapahtumasta [4] .
Haittapuolena on laitteen suuri herkkyys liikkeille ja potilaan psykoemotionaalisen stressin aiheuttama vapina, joka aiheuttaa häiriöitä työhön, mikä voi vaikeuttaa diagnoosia [5] . Tällaisia muutoksia kutsutaan liikeartefakteiksi [6] .
Elektroenkefalografian haittana on myös alhainen spatiaalinen resoluutio, paljon heikompi kuin hemodynaamisilla mittausmenetelmillä, kuten fMRI , PET ja toiminnallinen lähi-infrapunaspektroskopia (englanniksi Functional near-infrared spectroscopy - fNIRS). Toisin kuin hemodynaamiset menetelmät, EEG:ssä sähköpotentiaalin lähteiden sijainti on käänteinen ongelma , jota ei voida tarkasti ratkaista, vaan vain arvioida. Näin ollen EEG soveltuu hyvin hermosolujen toiminnan nopeutta koskevien kysymysten tutkimiseen ja vielä huonommin sellaisen toiminnan sijaintia koskevien kysymysten tutkimiseen [4] .
Aivojen sähköisten prosessien tutkimuksen aloitti D. Reymond (Du Bois Reymond) vuonna 1849 , joka osoitti, että aivoilla, kuten hermoilla ja lihaksilla , on sähkögeenisiä ominaisuuksia.
24. elokuuta 1875 englantilainen lääkäri Richard Caton (R. Caton) ( 1842 - 1926 ) teki raportin British Medical Associationin kokouksessa. Tässä raportissa hän esitteli tiedeyhteisölle tietojaan kanien ja apinoiden aivoista peräisin olevien heikkojen virtojen rekisteröinnistä. Samana vuonna Catosta riippumatta venäläinen fysiologi V. Ya. Danilevsky esitteli väitöskirjassaan koirien aivojen sähköisen toiminnan tutkimuksessa saadut tiedot. Työssään hän pani merkille spontaanin potentiaalin läsnäolon sekä erilaisten ärsykkeiden aiheuttamat muutokset.
Vuonna 1882 I. M. Sechenov julkaisi teoksen "Galvaaniset ilmiöt sammakon medulla oblongatassa ", jossa ensin todettiin aivojen rytmisen sähköisen toiminnan olemassaolo. Vuonna 1884 N. E. Vvedensky käytti puhelinrekisteröintimenetelmää hermokeskusten toiminnan tutkimiseen ja kuunteli puhelimessa sammakon pitkittäisytimen ja kanin aivokuoren toimintaa . Vvedensky vahvisti Sechenovin päähavainnot ja osoitti, että spontaania rytmistä aktiivisuutta löytyy myös nisäkkäiden aivokuoresta .
Elektroenkefalografisen tutkimuksen aloitti psykologi V. V. Pravdich-Neminsky , joka julkaisi vuonna 1913 ensimmäisen koiran aivoista tallennetun elektroenkefalogrammin . Tutkimuksessaan hän käytti lankagalvanometriä . Myös Pravdich- Neminsky ottaa käyttöön termin sähköserebrogrammi .
Ensimmäisen ihmisen EEG-tietueen sai saksalainen psykiatri Hans Berger vuonna 1924 . Hän ehdotti myös aivojen biovirtojen tallentamisen kutsumista "elektroenkefalogrammiksi". Bergerin työ, samoin kuin itse enkefalografiamenetelmä, sai laajaa tunnustusta vasta sen jälkeen, kun Adrian (Adrian) ja Matthews (Methews) toukokuussa 1934 osoittivat ensimmäistä kertaa vakuuttavasti "Bergerin rytmin" Physiological Societyn kokouksessa Cambridgessa .
EEG - rekisteröinti suoritetaan elektroenkefalografilla erityisten elektrodien kautta (yleisimpiä ovat silta-, kuppi- ja neulaelektrodit). Tällä hetkellä käytetään useimmiten kansainvälisten järjestelmien "10-20%" tai "10-10%" mukaista elektrodien sijaintia . Jokainen elektrodi on kytketty vahvistimeen. Paperiteippiä voidaan käyttää EEG:n tallentamiseen (tämä on vanhentunut versio, jota käytettiin laajalti Neuvostoliiton ja Venäjän federaation aikoina 2000-luvun lopulle asti) tai signaali voidaan muuntaa ADC : llä ja tallentaa tiedostoksi tietokoneella. (moderni versio). Yleisin tallennus tapahtuu 250 Hz : n näytteenottotaajuudella . Potentiaalien tallennus kustakin elektrodista suoritetaan suhteessa nollareferenssipotentiaaliin , joka pääsääntöisesti on korvan takana sijaitsevan ja ilmaa sisältävän ohimoluun korvalehteä tai mastoidiprosessia (processus mastoideus). täytetyt luuontelot.
EEG:n merkittävien piirteiden korostamiseksi se analysoidaan. Tärkeimmät käsitteet, joihin EEG:n karakterisointi perustuu:
Potilaan aivojen aivokuoren ja aivokuoren alamuodostelmien kokonaistaustaelektrogrammi, joka vaihtelee fylogeneettisen kehityksen tasosta riippuen ja heijastaa aivorakenteiden sytoarkkitehtonisia ja toiminnallisia ominaisuuksia, koostuu myös eritaajuisista hitaista värähtelyistä.
Yksi EEG:n tärkeimmistä ominaisuuksista on taajuus. Kliinisessä elektroenkefalografiassa käytettävän visuaalisen EEG-analyysin rajallisten havaintokykyjen vuoksi käyttäjä ei kuitenkaan pysty luonnehtimaan tarkasti useita taajuuksia, koska ihmissilmä korostaa vain osan EEG:ssä selvästi esiintyvistä päätaajuuskaistoista. Manuaalisen analyysin mahdollisuuksien mukaisesti EEG-taajuuksien luokittelu otettiin käyttöön joillekin pääalueille, joille annettiin kreikkalaisten aakkosten kirjainten nimet (alfa - 8-13 Hz, beeta - 14-40 Hz, theta - 4-8 Hz, delta - 0,5-3 Hz, gamma - yli 40 Hz jne. ).
Taajuusalueesta sekä amplitudista, aaltomuodosta, topografiasta ja reaktion tyypistä riippuen erotetaan EEG-rytmit, joita myös merkitään kreikkalaisilla kirjaimilla. Esimerkiksi alfarytmi , beetarytmi , gammarytmi , deltarytmi , theta rytmi , kapparytmi , mu - rytmi , sigmarytmi jne . Uskotaan , että jokainen tällainen "rytmi" vastaa jotakin tiettyä aivojen tilaa ja liittyy tiettyyn aivojen tilaan. aivomekanismit .
Elektroenkefalografiassa esiintyvät artefaktit ovat häiriöitä, joita esiintyy elektroenkefalografisen tutkimuksen aikana ja jotka edustavat tallennusvirhettä.
Koska nykyaikaiset EEG-laitteet rekisteröivät liian pieniä biosähköisten potentiaalien arvoja , todellinen elektroenkefalografinen tallennus voi vääristyä erilaisten fysiologisten ja teknisten (fyysisten) artefaktien vaikutuksesta. Tämä voi usein johtaa vaikeuksiin tallenteen tulkinnassa [7] .
Artefaktityypit:
| EEG-rytmit | |
|---|---|